在消費(fèi)設(shè)備中采用電容式傳感器用戶(hù)接口
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時(shí)間：2013-05-03
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UI元素設(shè)計(jì)常常忽略的一個(gè)方面是，圖案元素的 大小不需要與它的活動(dòng)面積的大小相匹配。對(duì)按鈕來(lái)說(shuō)，這意味著按鈕圖形不需要對(duì)應(yīng)它的活動(dòng)區(qū)域。
例如，對(duì)于那些基于美學(xué)/工業(yè)設(shè)計(jì)(ID)原因必需規(guī)劃間距緊密的大按鈕的設(shè)計(jì)，建議只把按鈕圖形的中心區(qū)域作為按的激活區(qū)。這樣一來(lái)就增大了按鈕陣列的有效間距，提高了可用性。反之，對(duì)于帶有極小按鈕(彼此間隔很遠(yuǎn))的UI，可能必需擴(kuò)大每一個(gè)按鈕的激活區(qū)。
對(duì)于電容式按鈕布局，嵌入式設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量讓用戶(hù)一次只觸摸到一個(gè)按鈕。相同尺寸的按鈕并非同樣容易使用。要提高按鈕的易用性，同時(shí)又節(jié)省空間，可以根據(jù)各按鈕在產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)中的位置和功能，把一部分做得小一些，一做得部分大一些。
鑒于某些原因，邊角處的按鈕最方便使用。它們從多個(gè)方向都可接近，相鄰按鈕最少，而且，由于設(shè)備邊緣方便用戶(hù)手指操作，故它們?cè)谖恢锰崾痉矫娴挠|知性最大。
圖5所示的移動(dòng)電話(huà)的鍵區(qū)就極好地演示了一種電容式按鈕大小安排方法，這種方法可以很有效地提高按鈕的易用性。所有按鈕的易用性都相似，因?yàn)樗鼈兇笮〔煌Ｖ虚g的按鈕由于使用頻率最低，故尺寸最大。
圖5：在這個(gè)移動(dòng)電話(huà)鍵盤(pán)布局中，通過(guò)采用電容式傳感器，按鍵大小能夠被重新設(shè)定，
從而使得每個(gè)按鍵都很方便壓按。
其它電容式控制裝置的接近度是按鈕布局的另一項(xiàng)考慮。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮到按鈕布局需便于設(shè)計(jì)所用的其它控制裝置(比如滾動(dòng)屏顯傳感器)的使用。例如，電容式按鈕的安排應(yīng)該讓用戶(hù)在使用按鈕時(shí)不會(huì)無(wú)意中激活滾動(dòng)或其它功能。
最后，還有一個(gè)必須考慮到的因素是大約有10%的人口是左撇子。把控制裝置設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的左邊或右邊都意味著忽視了另一用戶(hù)群體。因此，最頻繁使用的或需要最大靈活性的控制裝置應(yīng)該位于中間。
類(lèi)似于盲文凸點(diǎn)的方案
在觸覺(jué)定義區(qū)，電容式技術(shù)對(duì)輕微的觸摸也能做出反應(yīng)；用戶(hù)不必大力壓按。但如果觸覺(jué)反饋是所需要的，類(lèi)似于盲文凸點(diǎn)的觸覺(jué)定義，一個(gè)邊角或表面結(jié)構(gòu)的變化都可用于幫助用戶(hù)憑感覺(jué)確定電容式按鈕或傳感器區(qū)的位置。
計(jì)算機(jī)的鍵區(qū)和電話(huà)設(shè)計(jì)歷來(lái)采用類(lèi)似于盲文的凸點(diǎn)來(lái)標(biāo)明一組按鈕或按鍵當(dāng)中的“基鍵(Home button)”。如果電容式傳感器被設(shè)計(jì)來(lái)模擬一排按鈕或?yàn)闈L動(dòng)邊界提供界標(biāo)，這種類(lèi)似于盲文的凸點(diǎn)或許也很有用。
另一方面，如果在日常操作中，用戶(hù)的手指頻繁滑過(guò)，就不應(yīng)該考慮采用盲文凸點(diǎn)。舉例說(shuō)明，若一個(gè)電容式傳感器重要用于指針控制和導(dǎo)航，則不應(yīng)該使用盲文凸點(diǎn)。它會(huì)產(chǎn)生不愉快的用戶(hù)體驗(yàn)，甚至可能反過(guò)來(lái)影響指示性能。
對(duì)于需要手指點(diǎn)擊或手勢(shì)選擇的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，電容式傳感器的表面不應(yīng)該非常光滑。若表面極端光滑，手指比較潮濕或粘膩時(shí)就會(huì)粘在上面，或者是漏跳過(guò)，而稍微粗糙的表面有助于用戶(hù)手指的滑動(dòng)。因此，如果傳感器在頂層，電容式傳感器的表面可以采用一層硬質(zhì)覆層來(lái)變得粗糙一些。
對(duì)于傳感器位于塑料材料之下的那些設(shè)計(jì)，嵌入式設(shè)計(jì)人員應(yīng)該為感測(cè)區(qū)的塑料表面選擇不同質(zhì)地的材料。塑料外殼的其余部分表面可以比較光滑。當(dāng)用戶(hù)手指移動(dòng)到感測(cè)區(qū)之外時(shí)，用戶(hù)會(huì)注意到質(zhì)地的改變。
我們已開(kāi)發(fā)出的電容式傳感器方案獨(dú)有的一個(gè)UI設(shè)計(jì)領(lǐng)域是控制處理的概念。除了各種處理按鈕輸入的方法之外，輕微的觸摸也可以激活使手指移動(dòng)形象化的UI元素。這種UI元素(手勢(shì))的例子包括滾動(dòng)、拖曳、涂墨(用于繪畫(huà)或符號(hào)識(shí)別)，以及搖全景/縮放。對(duì)這些因素，重要的是考慮到UI設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)方面和前面描述的靜態(tài)問(wèn)題。
在按鈕設(shè)計(jì)方面，采用兩個(gè)重要機(jī)制來(lái)激活按鈕，點(diǎn)擊和壓按。點(diǎn)擊是短促的接觸(一般小于250毫秒)，不包含顯著的手指移動(dòng)。由于用戶(hù)必須在短暫的時(shí)間內(nèi)接觸并離開(kāi)按鈕，這種機(jī)制可以防止按鈕的意外激活。但對(duì)于給定的設(shè)備，這個(gè)手勢(shì)可能不容易被檢測(cè)到，故對(duì)新手或未經(jīng)培訓(xùn)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，即使在大按鈕上進(jìn)行有效操作也有困難。
壓按是在按鈕區(qū)產(chǎn)生的一種接觸，并在按鈕區(qū)上(手指盡量不移動(dòng))的停留時(shí)間超過(guò)某個(gè)閾值(一般超過(guò)250毫秒)。對(duì)大多數(shù)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這種機(jī)制都很容易執(zhí)行，建議使用頻率超過(guò)點(diǎn)擊。
此外，還必需關(guān)注按鈕被“激活”后的后續(xù)動(dòng)作。在激活后，按鈕應(yīng)該失效一個(gè)短暫時(shí)期，以防止“雙重激活”。對(duì)于滾動(dòng)和基于其它移動(dòng)的UI元素，強(qiáng)烈建議控制處理滯后。滯后意味著一旦在給定的UI元素中通過(guò)觸摸激活某個(gè)手勢(shì)，UI元素的活動(dòng)邊界應(yīng)該放寬到最初圖案活動(dòng)區(qū)之外，以適應(yīng)用戶(hù)手指移動(dòng)的不準(zhǔn)確性。
活動(dòng)邊界的這種放寬應(yīng)該繼續(xù)延伸，直到手勢(shì)完成或直到手指移動(dòng)到新的活動(dòng)邊界之外。例如，對(duì)于滾動(dòng)條，用戶(hù)首先在滾動(dòng)區(qū)內(nèi)觸摸，激活滾動(dòng)手勢(shì)。但一旦手指開(kāi)始移動(dòng)，UI就應(yīng)該繼續(xù)滾動(dòng)，即使手指稍微移動(dòng)到圖案滾動(dòng)區(qū)之外也無(wú)妨，直到手勢(shì)終止。通常只要抬手離開(kāi)傳感器或明顯移動(dòng)到圖案滾動(dòng)區(qū)之外就被視為手勢(shì)終止。
在UI控制處理中加上滯后功能，只要實(shí)現(xiàn)正確，就會(huì)大大提高了設(shè)備的可用性，因?yàn)樗畲笙薅鹊販p小了用戶(hù)輸入不準(zhǔn)確的影響。此外，滯后還能夠在空間受限的設(shè)計(jì)中使圖案UI元素的間距更緊密。
UI控制處理
UI控制處理的最后一個(gè)方面是處理的穩(wěn)定一致性。由于對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)基礎(chǔ)處理不透明，不易于進(jìn)行可視交互，故特定控制裝置布局中的UI元素工作穩(wěn)定一致就變得十分重要。例如，控制裝置布局若把點(diǎn)擊激活的按鈕和壓按激活的按鈕混在一起，肯定會(huì)讓用戶(hù)感到混淆。此外，對(duì)激活區(qū)和滯后，UI元素的執(zhí)行應(yīng)該保持穩(wěn)定一致。
雖然UI設(shè)計(jì)人員通常都很熟悉如何保持給定控制裝置布局的一致性，但維持一個(gè)設(shè)備上的不同控制裝置布局之間的一致性同樣很重要。一般而言，UI設(shè)計(jì)人員會(huì)讓針對(duì)不同應(yīng)用的控制裝置布局在可視方面保持相似，以保持一種特定的ID語(yǔ)言。
不過(guò)，設(shè)計(jì)人員仍必須謹(jǐn)慎，需確保這種一致性在控制處理中也得以保持。亦即，隨設(shè)備上的控制裝置布局從一個(gè)應(yīng)用程序向另一個(gè)應(yīng)用程序變化，按鈕處理、滾動(dòng)條功能性及其它UI元素應(yīng)該行為相似。
由于設(shè)備的應(yīng)用程序可能由不同的開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)(甚至是不同的公司)，UI處理的一致性可能是一項(xiàng)相當(dāng)艱巨的任務(wù)，不同于看得見(jiàn)的外觀裝置，這可能更難完成。若控制處理缺乏一致性，那么，不論特定應(yīng)用設(shè)計(jì)得多么出色，或UI控制布局可能多么合理，用戶(hù)都將很快對(duì)設(shè)備的操作感到失望。
其它設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)
在設(shè)計(jì)中采用RTS的嵌入式設(shè)計(jì)人員往往依賴(lài)不同IC供應(yīng)商提供的各種支持性ASIC、ASSP，或分立式模擬/數(shù)字元件。大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)人員采用的電阻式屏幕、支持性IC和主軟件都分別來(lái)自不同的廠商，他們負(fù)責(zé)把設(shè)計(jì)拼湊在一起使其能夠有效工作。
因此，他們經(jīng)歷的性能級(jí)別變化很大。如果RTS沒(méi)有得到正確的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，其性能可能下降，從極差到差強(qiáng)人意都有可能，因?yàn)樗苋菀资艿揭幌盗协h(huán)境問(wèn)題、噪聲和手指數(shù)據(jù)過(guò)濾等因素的影響。
相反地，電容式傳感器接口設(shè)計(jì)被精確調(diào)整來(lái)支持專(zhuān)有的混合信號(hào)VLSI IC。這種系統(tǒng)方案為嵌入式設(shè)計(jì)人員提供了專(zhuān)門(mén)針對(duì)他們各自的電容式傳感器功能而量身定做的電路。這種高水平的計(jì)算可把模擬電容式測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為穩(wěn)健的行為。
除此之外，鑒于編程人員面對(duì)的并非理想的輸入系統(tǒng)，還從他們的角度對(duì)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了簡(jiǎn)化。利用電容式傳感器，編程人員接收經(jīng)過(guò)濾過(guò)的純凈數(shù)據(jù)。反之，利用RTS，他們就會(huì)擔(dān)心數(shù)據(jù)的過(guò)濾和平均問(wèn)題，必需確保在報(bào)告的手指位置上沒(méi)有太大的噪聲。
在為這種電容式傳感器平板供電的電子器件的中心，有一個(gè)專(zhuān)有的16位RTSC微控制器內(nèi)核。它的任務(wù)是管理和收集模擬測(cè)量結(jié)果、補(bǔ)償環(huán)境影響(比如電氣噪聲和溫度漂移)、計(jì)算手指位置和接近度、檢測(cè)移動(dòng)和點(diǎn)擊手勢(shì)，并與主系統(tǒng)進(jìn)行通信。
在靜電釋放(ESD)保護(hù)方面，嵌入式設(shè)計(jì)人員大有宰獲，因?yàn)殡娙菔絺鞲衅魇窃O(shè)計(jì)來(lái)安裝在透鏡或設(shè)備外殼之下。故而它對(duì)ESD事件來(lái)說(shuō)是完全封閉的。若正確安裝，它的額定ESD超過(guò)±15千伏(KV)。另一方面，電阻式屏為±8 KV，這使其更易受環(huán)境問(wèn)題的影響。
關(guān)于電容式傳感器的低功率工作，嵌入式設(shè)計(jì)人員有好幾種模式可供選擇。根據(jù)報(bào)告的手指數(shù)據(jù)，傳感器可以早在上電后100毫秒內(nèi)進(jìn)入省電狀態(tài)。這些模式包括激活、待機(jī)、睡眠和深度睡眠。
在激活模式下，傳感器在1.5毫安下全面工作，檢測(cè)手指是否出現(xiàn)；若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到手指，它會(huì)自動(dòng)切換到約60微安的待機(jī)模式；當(dāng)手指出現(xiàn)檢測(cè)頻率進(jìn)一步降低時(shí)，進(jìn)入約40微安的睡眠模式；最后，若手指出現(xiàn)檢測(cè)消失，則進(jìn)入10微安的深度睡眠模式。這樣一來(lái)可以實(shí)現(xiàn)功耗最優(yōu)化。 電容式觸摸屏相關(guān)文章:電容式觸摸屏原理 電容傳感器相關(guān)文章:電容傳感器原理
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